高中化学必修1第三章第二节___氮的循环

1、第二节第二节 氮的循环氮的循环联想联想质疑质疑闪电闪电时空气中会发闪电时空气中会发生哪些化学反应？生哪些化学反应？这些反应和生成的这些反应和生成的物质对人类的生产物质对人类的生产生活有什么影响？生活有什么影响？一、氮在自然界中的循环一、氮在自然界中的循环氮元素循环过程中的几个主要环节 大气中的氮气被固定成化合物（闪电作用、根瘤菌、合成氨工厂）； 含氮化合物被植物吸收合成有机氮并进入食物链，植物蛋白变为动物蛋白； 有机氮（动物排泄物及动植物遗体）、氨和铵盐、硝酸盐被细菌分解返回大气； 食物中的硝酸盐是无毒的，但是在一些细菌的作用下，会被还原为有毒的亚硝酸盐导致食物中毒。生活中注意不要吃腐烂的食物

2、，因为这种食物含较多的亚硝酸盐。 涉及到的主要物质涉及到的主要物质NHNH3 3 N N2 2 NO NO NO NO2 2 HNOHNO2 2 HNOHNO3 3NHNH4 4ClCl NaNO NaNO3 3二、氮循环中重要物质二、氮循环中重要物质1、氮气、氮气 N2分子中两个分子中两个氮原子共用氮原子共用三对电子，三对电子，结构特别稳定结构特别稳定常温下性质稳定常温下性质稳定特定条件下也可以反应特定条件下也可以反应氮的化合物氮的化合物放电放电 N2+O2 2NO N2+3H2 2NH3 1氮气（1）物理性质：色、味、态、水溶性。（2）分子结构：分子中两个氮原子间存在很强的结合作用，结构稳

3、定。 化学性质：常温下，氮气的化学性质不活泼，但在特定条件下会反应（非金属单质的通性）。 点燃 与金属单质反应：3Mg+N2 =Mg3N2 （氧化性） 与非金属单质反应：放电放电 N2+O2 2NO N2+3H2 2NH3 思考思考 氮气可做保鲜苹果、灯氮气可做保鲜苹果、灯泡、粮食保存的保护气，这泡、粮食保存的保护气，这是利用了氮气的什么性质？是利用了氮气的什么性质？A.还原性还原性 B.氧化性氧化性 C.稳定性稳定性重要用途：制氨气焊接金属的保护气与氩气填充灯泡保存水果、粮食等游离态游离态化合态化合态人工固氮生物固氮高能固氮自然固氮分类分类放电放电 N2+O2 2NO N2+3H2 2NH3

4、 氮的固定氮的固定定义：使空气中定义：使空气中游离态游离态的氮转化为的氮转化为含氮化合物含氮化合物的过程的过程叫做氮的固定，简称固氮。叫做氮的固定，简称固氮。氮的固定氮的固定2. 氮的氧化物氮的氧化物 常见氮的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5N2O 为笑气，常作麻醉剂N2O3、N2O5分别为亚硝酸和硝酸的酸酐NO和NO2 对比项目对比项目NONO2色味态、毒色味态、毒性性水溶性水溶性与氧气反应与氧气反应与水反应与水反应与氧气、水与氧气、水同时作用同时作用氧化性氧化性危害及功能危害及功能无色无味气体、有毒无色无味气体、有毒利用其强氧化性损害各种织物、金利用其强氧化性损害

5、各种织物、金属和非金属制品；造成光化学烟雾属和非金属制品；造成光化学烟雾污染，也是酸雨形成的原因之一；污染，也是酸雨形成的原因之一；排入水中造成水体富营养化。排入水中造成水体富营养化。红棕色有刺激性气味气体、有毒红棕色有刺激性气味气体、有毒易溶于水易溶于水不反应不反应3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O=4HNO36NO2 +2NH3=4N2+3H2O不溶于水不溶于水易与血红蛋白结合导易与血红蛋白结合导致缺氧而中毒；作为致缺氧而中毒；作为信使分子能够使血管信使分子能够使血管扩张、免疫、增强记扩张、免疫、增强记忆力等。忆力等。6NO+4NH3= 5N2+6H2O4NO+3O

6、2+2H2O=4HNO3不反应不反应2NO+O2=2NO2关于关于NO2和和O2混合溶于水的习题混合溶于水的习题1）在一烧瓶中将）在一烧瓶中将NO2和和O2以以4:1的体积比（标的体积比（标准状况）混合准状况）混合,倒置于足量水中充分反应后所得倒置于足量水中充分反应后所得溶液的物质的量浓度为溶液的物质的量浓度为 mol/L2）将）将12mlNO2和和O2的混合气体通入足量的水的混合气体通入足量的水中，充分反应后余气中，充分反应后余气2ml（气体均在相同状态气体均在相同状态下测定）求原各气体的体积。下测定）求原各气体的体积。0.036NO2 8ml、O2 4ml或或NO2 10.8ml、O2 1

7、.2ml3.氨氨【实验记录】实验实验实验现象实验现象结论结论NH3的的喷泉实验喷泉实验NH3与与HCl的反应的反应形成红色喷泉形成红色喷泉产生大量白烟产生大量白烟氨气极易溶于水氨气极易溶于水水溶液呈碱性水溶液呈碱性生成生成NH4Cl固体固体3氨物理性质：无色有刺激性气味的气体，比空气轻，易液化，可做制冷剂，极易溶于水（1：700）。化学性质：与水反应：NH3+H2O NH3H2O ， NH3H2O NH4+OH-与酸反应：在溶液中反应（强酸溶液中）：NH3+H+=NH4+气体间反应（遇挥发性酸）：NH3+HCl= NH4Cl还原性 催化剂与O2的反应：4NH3+5O2=4NO+6H2O 4.一

8、水合氨的化学性质一水合氨的化学性质（1 1）不稳定性不稳定性指示剂指示剂NH 3H 2O +HCl=NH4Cl +H2O 2NH 3H 2O +CO2 = (NH4) 2CO3 +H2O3NH 3H 2O +FeCl 3 =3 NH4Cl + Fe(OH) 3 （2 2）碱的通性碱的通性NH 3H 2O =NH3 +H2O 5.铵盐的性质铵盐的性质 实验现象实验现象结论及化学方程式结论及化学方程式物理物理性质性质加热加热与碱与碱反应反应都是晶体，都易溶于水都是晶体，都易溶于水NH4Cl = NH3 + HClNH4HCO3 = NH3+CO2 + H2O产生氨气产生氨气NH4+ +OH-= N

9、H3 + H2O 检验检验NH4+的方法！的方法！产生使湿润产生使湿润的红色石蕊的红色石蕊试纸变蓝的试纸变蓝的气体气体铵盐性质的运用铵盐性质的运用-氨的实验室制法氨的实验室制法 2 2NHNH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2= CaCl= CaCl2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O 1. 原理原理：2. 装置装置3.收集方法收集方法：4.检验方法检验方法：与制与制O2相同相同向下排空气法向下排空气法湿润红色石蕊试纸湿润红色石蕊试纸 种类种类化学式化学式含氮量含氮量性性 状状铵铵态态氮氮肥肥NHNH4 4HCOHCO3 317.7%白色结晶，吸湿性很强，易潮解，

10、溶于水，弱碱性NHNH4 4ClCl26.2%白色或淡黄色结晶，有吸湿性，溶于水，酸性.NHNH4 4NONO3 335%白色结晶，易潮解，结硬块，溶于水，微酸性，（NHNH4 4) )2 2SOSO4 421.2%白色粒状结晶，吸湿性不大，不易结块有机有机氮肥氮肥CO（NH2)246.7%白色或浅黄色针状结晶或小颗粒，溶于水，中性氮氮 肥肥6.6.硝酸的性质硝酸的性质 1、物理性质、物理性质 纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味 的液体。的液体。 硝酸能以任意比溶解于水。硝酸能以任意比溶解于水。 质量分数为质量分数为69%的硝酸为浓硝酸的硝酸为浓硝酸； 质量分

11、数为质量分数为98%以上的硝酸为发烟硝酸。以上的硝酸为发烟硝酸。2、硝酸的化学性质、硝酸的化学性质1） 具有酸的通性具有酸的通性2 ）不稳定性不稳定性3）具有强具有强氧化性氧化性go1） 具有酸的通性具有酸的通性 使紫色的石蕊试液变红使紫色的石蕊试液变红 与某些碱性氧化物起反应与某些碱性氧化物起反应 与某些盐起反应与某些盐起反应 与碱起反应与碱起反应 2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2 +CO2+ H2OHNO3+NaOH=NaNO3+H2O返回返回 4 HNO3 = 2H2O+4NO2 +O2 受热或见光受热或见光2 ）不稳定性不稳定性思考思考：浓硝酸为什么常呈黄色？浓硝酸为什么常呈黄色？如何保存硝酸？如何保存硝酸？阴凉、避光（棕色试剂瓶）阴凉、避光（棕色试剂瓶）硝酸分解发出的二氧化氮气体溶于硝酸硝酸分解发出的二氧化氮气体溶于硝酸而使硝酸呈黄色而使硝酸呈黄色返回返回3）氧化性氧化性（HNO3）+5硝酸与大部分的金属能反应硝酸与大部分的金属能反应硝酸与许多的非金属能反应硝酸与许多的非金属能反应3Cu +8HNO3(稀）稀）=3Cu(NO3)2+2NO +4H2OCu +4HNO3(浓）浓）=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O3Mg+8HNO3(稀）